細胞核の機能的複合体の構造と動作メカニズム

2012 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
• 研究課題/領域番号: 20114005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 胡桃坂 仁志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80300870)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 染色体 / 遺伝子 / 蛋白質 / 高次構造 / 細胞核

研究概要

本研究では、クロマチンの核内配置やダイナミクスの動作メカニズムを、生化学的および構造生物学的手法により解析することにより、遺伝情報の収納・発現・継承を制御する「場」の実体の基盤情報を得ることを目的とした。そして、ヒトのヒストンH3バリアントである、H3.1、H3.2、H3.3、H3T、CENP-Aをそれぞれ含むヒトのヌクレオソームの再構成、結晶化、X線解析を行い、それらの立体構造および動的性質を解明した。また、新規のヒストンシャペロンを同定し、それらのクロマチン形成や動態における機能を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Vertebrate Spt2 is a novel nucleolar histone chaperone that assists in ribosomal DNA transcription (2013)
  • 著者名/発表者名: Osakabe A., Tachiwana H., Takaku M., Hori T., Obuse C., Kimura H., Fukagawa T., Kurumizaka H
  • 雑誌名: J. Cell Sci 巻: 126 ページ: 1323-1332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification and characterization of the fission yeast telomere clustering factors, Bqt1 and Bqt2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa Y., Kagawa W., Saito K., Chikashige Y., Haraguchi T., Hiraoka Y., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Prot. Exp. Purif 巻: 88 ページ: 207-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas-Phase Structure of the Histone Multimers Characterized by Ion Mobility Mass Spectrometry and Molecular Dynamics Simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Saikusa K., Fuchigami S., Takahashi K., Asano Y., Nagadoi A., Tachiwana H., Kurumizaka H., Ikeguchi M., Nishimura Y., Akashi, S
  • 雑誌名: Anal. Chem 巻: 85 ページ: 4165-4171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current progress on structural studies of nucleosomes containing histone H3 variants (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H., Horikoshi N., Tachiwana H., Kagawa W
  • 雑誌名: Curr. Opin. Struct. Biol 巻: 23 ページ: 109-115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nap1 regulates proper CENP-B binding to nucleosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Miya Y., Shono N., Ohzeki J., Osakabe A., Otake K., Larionov V., Earnshaw W.C., Kimura H., Masumoto H., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 5 ページ: 2869-2880
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone chaperone activity of Fanconi anemia proteins, FANCD2 and FANCI, is required for DNA crosslink repair (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato K., Ishiai M., Toda K., Furukoshi S., Osakabe A., Tachiwana H., Takizawa Y., Kagawa W., Kitao H., Dohmae N., Obuse C., Kimura H., Takata M., Kurumizaka H
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 ページ: 3524-3536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chd2 interacts with H3.3 to determine myogenic cell fate (2012)
  • 著者名/発表者名: Harada A., Okada S., Odawara J Kumamaru H., Saiwai H., Konno D., Yoshimi T., Yoshimura S., Tachibana T., Tsubota T., Kurumizaka H., Akashi K., Imbalzano A.N., Ohkawa Y
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 ページ: 2994-3007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analysis of the hexasome, lacking one histone H2A/H2B dimer from the conventional nucleosome (2012)
  • 著者名/発表者名: Arimura Y., Tachiwana H., Oda T., Sato M., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51 ページ: 3302-3309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison between the CENP-A and histone H3 structures in nucleosomes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Kagawa W., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleus 巻: 3 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the DNA binding activity of the bacterial β-propeller protein YncE (2011)
  • 著者名/発表者名: Kagawa W., Sagawa T., Niki H., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: D67 ページ: 1045-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive structural analysis of mutant nucleosomes containing lysine to glutamine (KQ) substitutions in the H3 and H4 histone-fold domains (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki W., Tachiwana H., Kawaguchi K., Shibata T., Kagawa W., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 7822-7832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the human centromeric nucleosome containing CENP-A (2011)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Kagawa W., Shiga T., Osakabe A., Miya Y., Saito K., Hayashi-Takanaka Y., Oda T., Sato M., Park S.-Y., Kimura H., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nature 巻: 476 ページ: 232-235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of human nucleosomes containing major histone H3 variants (2011)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Osakabe A., Shiga T., Miya Y., Kimura H., Kagawa W., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: D67 ページ: 578-583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracking epigenetic histone modifications in single cells using Fab-based live endogenous modification labeling (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Takanaka Y., Yamagata K., Wakayama T., Stasevich T.J., Kainuma T., Tsurimoto T., Tachibana M., Shinkai Y., Kurumizaka H., Nozaki N., Kimura H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 39 ページ: 6475-6488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene (2011)
  • 著者名/発表者名: Horikoshi N., Tachiwana H., Saito K., Osakabe A., Sato M., Yamada M., Akashi S., Nishimura Y., Kagawa W., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: D67 ページ: 112-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis of instability of the nucleosome containing a testis-specific histone variant, human H3T (2010)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Kagawa W., Osakabe A., Kawaguchi K., Shiga T., Hayashi-Takanaka, Y, Kimura, H., and Kurumizaka H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 107 ページ: 10454-10459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deimination stabilizes histone H2A/H2B dimers as revealed by electrospray ionization mass spectrometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama S., Nagadoi A., Tachiwana H., Yamada M., Sato M., Kurumizaka H., Nishimura Y., Akashi S
  • 雑誌名: J. Mass Spectrom 巻: 45 ページ: 900-908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleosome formation activity of human sNASP (2010)
  • 著者名/発表者名: Osakabe A., Tachiwana H., Matsunaga T., Shiga T., Nozawa R., Obuse C., Kurumizaka H
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 11913-11921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical analysis of the human EVL domains in homologous recombination (2009)
  • 著者名/発表者名: Takaku M., Machida S., Nakayama S., Takahashi D., Kurumizaka H
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 276 ページ: 5841-5848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human PSF binds to RAD51 and modulates its homologous-pairing and strand-exchange activities (2009)
  • 著者名/発表者名: Morozumi Y., Takizawa Y., Takaku M., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 37 ページ: 4296-4307
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ATR-Chk1 pathway plays a role in the generation of centrosome aberrations induced by Rad51C dysfunction (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura M., Tsuruga T., Date O., Yoshihara T., Ishida M., Tomoda Y., Okajima M., Takaku M., Kurumizaka H., Kinomura A., Mishima H., Miyagawa K
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 37 ページ: 3959-3968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombination activator function of the novel RAD51- and RAD51B-binding protein, Human EVL (2009)
  • 著者名/発表者名: Takaku M., Machida S., Hosoya N., Nakayama S., Takizawa Y., Sakane I., Shibata T., Miyagawa K., Kurumizaka H
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 284 ページ: 14326-14336
  • 査読あり
• [雑誌論文] DIDS, a chemical compound that inhibits RAD51-mediated homologous pairing and strand exchange (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishida T., Takizawa Y., Kainuma T., Inoue J., Mikawa T., Shibata T., Suzuki H., Tashiro S., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 37 ページ: 3367-3376
  • 査読あり
• [雑誌論文] c-ABL tyrosine kinase stabilizes RAD51 chromatin association (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimizu H., Popova M., Fleury F., Kobayashi M., Hayashi N., Sakane I., Kurumizaka H., Venkitaraman A.R., Takahashi M., Yamamoto KI
  • 雑誌名: Biochem. Biophys Res. Commun 巻: 382 ページ: 286-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical analysis of the human DMC1-I37N polymorphism (2009)
  • 著者名/発表者名: Hikiba J., Takizawa Y., Ikawa S., Shibata T., Kurumizaka H
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 276 ページ: 457-465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analysis of the human Rad51 protein-DNA complex filament by tryptophan fluorescence scanning analysis: transmission of allosteric effects between ATP binding and DNA binding (2008)
  • 著者名/発表者名: Renodon-Corniere A. Takizawa Y., Conilleau1 S., Tran V., Iwai S., Kurumizaka H., Takahashi M
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 383 ページ: 575-578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical analysis of the N-terminal domain of human RAD54B (2008)
  • 著者名/発表者名: Sarai N., Kagawa W., Fujikawa N., Saito K., Hikiba J., Tanaka K., Miyagawa K., Kurumizaka H., Yokoayama S
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 36 ページ: 5441-5450
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a second DNA binding site in the human Rad52 protein (2008)
  • 著者名/発表者名: Kagawa W., Kagawa A., Saito K., Ikawa S., Shibata T., Kurumizaka H., Yokoyama S
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 283 ページ: 24264-24273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Filament formation and robust strand exchange activities of the rice DMC1A and DMC1B proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakane I., Kamataki C., Takizawa Y., Nakashima M., Toki S., Ichikawa H., Ikawa S., Shibata T., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 36 ページ: 4266-4276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional analyses of the DMC1-M200V polymorphism found in the human population (2008)
  • 著者名/発表者名: Hikiba J., Hirota K., Kagawa W., Ikawa S., Kinebuchi T., Sakane I., Takizawa Y., Yokoyama S., Mandon-Pepin B., Nicolas A., Shibata T., Ohta K., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 36 ページ: 4181-4190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of filament formation of human Rad51 protein by a small peptide derived from the BRC-motif of the BRCA2 protein (2008)
  • 著者名/発表者名: Nomme J., Takizawa Y., Martinez S., Renodon-Corniere A., Fleury F., Weigel P., Yamamoto K., Kurumizaka H., Takahashi M
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 13 ページ: 471-481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleosome formation with the testis-specific histone H3 variant, H3t, by human nucleosome assembly proteins in vitro (2008)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Osakabe A., Kimura H., Kurumizaka H
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 36 ページ: 2208-2218
  • 査読あり
• [学会発表] 動的なヌクレオソーム構造によるクロマチン制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第4回中性子小角散乱解析法研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] ヒストンバリアントによるヌクレオソームの構造多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第1回ヒストンバリアント研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] ヒストンとヒストンシャペロンによるクロマチンダイナミクス機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121200
• [学会発表] エピゲノムを担う機能的クロマチンにおけるヒストンバリアントの構造的役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121200
• [学会発表] Nucleosome structures during transcription and DNA repair (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H
  • 学会等名: The 8th 3R Symposium
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] Structural basis for the functional versatility of human nucleosomes containing histone variants (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H
  • 学会等名: Telluride Workshop on Chromatin Structure and Dynamics
  • 発表場所: Telluride、USA
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] Structural basis for formation of functional chromatin architecture (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] INSTABILITY AND STRUCTURAL PROPERTY OF A HUMAN TESTIS-SPECIFIC HISTONE H3T NUCLEOSOME (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H
  • 学会等名: World Congress on Reproductive Biology
  • 発表場所: Cairns、Australia
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] ヒストンバリアントによるヌクレオソーム構造の多様性と機能発現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志、立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、堀越直樹、有村泰宏、宮優太、松本亮平
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Structural similarity and versatility of the human nucleosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H., Tachiwana H., Kagawa W., Osakae A., Shiga T., Miya Y., Matsumoto R
  • 学会等名: EMBO Conference Series Chromatin and Epigenetics
  • 発表場所: Heidelberg、Germany
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] ヒストンバリアントを含むヌクレオソームの構造多様性と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志、立和名博昭、香川亘、志賀達也、越阪部晃永、林(高中)陽子、木村宏
  • 学会等名: Biochemistry and Molecular Biology 2010
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] ヌクレオソームの立体構造からみたエピジェネティクスの分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第21回フォーラム・イン・ドージン エピジェネティクスによる細胞のメタモルフォーゼ
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] クロマチンの基盤構造であるヌクレオソームの機能・構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志、立和名博昭、越阪部晃永、川口紘一郎、香川亘
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] Stractual and functional analyses of the nucleosome containing a testis-specific histone variant, human H3T (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurumizaka H
  • 学会等名: The EMBO Conference on Meiosis (1st)
  • 発表場所: Avignon、France
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] リコンビナントヒストンによるin vitroヌクレオソーム再構築 (2009)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: 第8回核ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] ゲノム配列情報の安定維持と多様化に重要な相同組換え因子群の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 胡桃坂仁志
  • 学会等名: Biochemistry and Molecular Biology 2008
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 20081200
• [図書] SPring-8 Research Frontiers (2011)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H., Kagawa W., Kurumizaka H
  • 出版者: ROKKO Publishing & Sale Co.
• [図書] 実験医学別冊 目的別で選べる核酸実験の原理とプロトコール (2011)
  • 著者名/発表者名: 平尾一郎、胡桃坂仁志 編
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 最新医学 第65巻/6月増刊号 発がん防御に重要な相同組換えの分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齊藤健吾、香川亘、胡桃坂仁志
  • 出版者: 最新医学社